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Spearmint Targets Microtubules by (−)-Carvone

Hering, Nathalie 1; Schmit, Anne-Catherine; Herzog, Etienne; Corbin, Louis-Thibault; Schmidt-Speicher, Leona 2; Ahrens, Ralf 2; Fauconnier, Marie-Laure; Nick, Peter 3
1 Joseph Gottlieb Kölreuter Institut für Pflanzenwissenschaften (JKIP), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für Mikrostrukturtechnik (IMT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
3 Botanisches Institut (BOTANIK), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

Allelopathy can provide sustainable alternatives to herbicides because it is based on specific signals rather than generic toxicity. We show that the allelopathic activity of Spearmint and Watermint is linked with their main compounds, (−)-carvone and (+)-menthofuran, both deriving from (−)-limonene. Germination of Poppy and Cress, and root growth of Arabidopsis thaliana are inhibited by very low concentrations of (−)-carvone, acting even through the gas phase. (+)-Menthofuran is active as well, but at lower efficacy. Using fluorescently tagged marker lines in tobacco BY-2 cells and Arabidopsis roots, we demonstrate a rapid degradation of microtubules and a remodeling of actin filaments in response to (−)-carvone and, to a milder extent, to (+)-menthofuran. This cytoskeletal response is followed by cell death. By means of a Root Chip system, we can follow the tissue dependent response of the cytoskeleton and show a cell-type dependent gradient of sensitivity between meristem and distal elongation zone, accompanied by programmed cell death.

Zugehörige Institution(en) am KIT Botanisches Institut (BOTANIK)
Institut für Mikrostrukturtechnik (IMT)
Joseph Gottlieb Kölreuter Institut für Pflanzenwissenschaften (JKIP)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsjahr 2024
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 2052-7276
KITopen-ID: 1000171509
HGF-Programm 43.35.02 (POF IV, LK 01) Functionality of Soft Matter and Biomolecular Systems
Erschienen in Horticulture Research
Verlag Springer Nature [academic journals on nature.com]
Band 11
Heft 7
Seiten Art.-Nr.: uhae151
Bemerkung zur Veröffentlichung Gefördert durch den KIT-Publikationsfonds
Vorab online veröffentlicht am 28.05.2024
Schlagwörter Actin filaments, Allelopathy, Carvone, Germination assays, Mentha spicata, Microtubules, Root Chip system, Spearmint
Nachgewiesen in Scopus
Dimensions
Web of Science

Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000171509/pub
Veröffentlicht am 22.10.2024
Postprint §
DOI: 10.5445/IR/1000171509
Veröffentlicht am 11.06.2024
Seitenaufrufe: 28
seit 11.06.2024
Downloads: 15
seit 27.06.2024
Cover der Publikation
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